JP5545522B2 - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、表面移動部材上の付着物を除去するクリーニング装置、並びに、これを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device that removes deposits on a surface moving member, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine including the same.
従来、画像形成装置の表面移動部材のクリーニング装置として、表面移動部材に当接するクリーニング部材に、付着物の帯電極性と逆極性の電圧を印加して、付着物を表面移動部材上から静電的に除去する静電クリーニング装置が知られている。静電クリーニング装置は、弾性部材からなるブレードを表面移動部材の表面に押し当てて付着物を掻き落として除去するブレードクリーニング装置に比べ、小粒径化、球形化が進んだトナー等の付着物も良好に除去できるというメリットがある。 Conventionally, as a cleaning device for a surface moving member of an image forming apparatus, a voltage having a polarity opposite to the charged polarity of the deposit is applied to the cleaning member in contact with the surface moving member to electrostatically remove the deposit from the surface moving member. An electrostatic cleaning device that removes the ink is known. The electrostatic cleaning device has an adhesive such as toner whose particle size has been reduced and spheroidized, compared to a blade cleaning device that presses a blade made of an elastic member against the surface of the surface moving member to scrape off the deposit. Has the advantage that it can be removed well.
特許文献１に、中間転写方式の画像形成装置における中間転写ベルト上の転写残トナーをクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置として、静電クリーニング装置を採用したものが記載されている。この静電クリーニング装置は、クリーニング部材として正極性の電圧を印加した導電性ブラシローラと、負極性の電圧を印加した導電性ブラシローラとの、２本の導電性ブラシローラを備えている。この２本の導電性ブラシローラを、二次転写部よりも下流部で、表面移動部材である中間転写ベルトを張架する導電性のローラ（以下、対向ローラという）と対向する位置で中間転写ベルト表面に当接させる。導電性の対向ローラは接地されており、導電性ブラシローラに印加した電圧により、それぞれの導電性ブラシローラと中間転写ベルトとの間に静電クリーニングのためのクリーニング電界が形成される。中間転写ベルト上に付着する二次転写残トナーはその帯電極性分布が広く正帯電トナーと負帯電トナーの両方が混在することが多いが、２本の導電性ブラシローラの何れかによって、その帯電極性に応じて形成されたクリーニング電界により中間転写ベルト上から除去される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes an apparatus that employs an electrostatic cleaning device as an intermediate transfer belt cleaning device that cleans transfer residual toner on an intermediate transfer belt in an intermediate transfer type image forming apparatus. This electrostatic cleaning device includes two conductive brush rollers as a cleaning member, a conductive brush roller to which a positive voltage is applied and a conductive brush roller to which a negative voltage is applied. The two conductive brush rollers are intermediately transferred at a position opposite to a conductive roller (hereinafter referred to as a counter roller) that stretches an intermediate transfer belt that is a surface moving member, downstream of the secondary transfer portion. Contact the belt surface. The conductive counter roller is grounded, and a cleaning electric field for electrostatic cleaning is formed between each conductive brush roller and the intermediate transfer belt by a voltage applied to the conductive brush roller. The secondary transfer residual toner adhering to the intermediate transfer belt has a wide charge polarity distribution, and both positively charged toner and negatively charged toner are often mixed. However, the charged toner can be charged by either of the two conductive brush rollers. It is removed from the intermediate transfer belt by a cleaning electric field formed according to the polarity.
画像形成装置では、トナーを収容する現像装置やクリーニング装置からのトナー飛散はある程度避けられない問題であり、これらの周囲には飛散トナーが浮遊している。このため、上記静電クリーニング装置では、中間転写ベルトを挟んで導電性ブラシローラに対向する対向ローラ表面に飛散トナーが付着してしまうという現象が見られる。上述のように、中間転写ベルトの静電クリーニング装置では、導電性の対向ローラは導電性ブラシローラと中間転写ベルトとの間にクリーニング電界を形成するためのアースをとる電極部としての機能を有している。このため、対向ローラ表面に飛散トナーが付着していくと、電極部の表層抵抗が上昇し、導電性ブラシローラと中間転写ベルトとの間に形成されるクリーニング電界が初期の大きさから変動してしまう。この結果、経時で良好なクリーニング性能が維持されなくなってしまう。 In the image forming apparatus, the toner scattering from the developing device and the cleaning device that contains the toner is a problem that cannot be avoided to some extent, and the scattered toner is floating around these. For this reason, in the electrostatic cleaning device, there is a phenomenon in which scattered toner adheres to the surface of the opposing roller facing the conductive brush roller with the intermediate transfer belt interposed therebetween. As described above, in the electrostatic cleaning device for the intermediate transfer belt, the conductive counter roller has a function as an electrode unit for grounding to form a cleaning electric field between the conductive brush roller and the intermediate transfer belt. doing. For this reason, when scattered toner adheres to the surface of the opposing roller, the surface layer resistance of the electrode portion increases, and the cleaning electric field formed between the conductive brush roller and the intermediate transfer belt varies from the initial magnitude. End up. As a result, good cleaning performance cannot be maintained over time.
なお、上記問題は、対向ローラを接地するものに限らず、対向ローラに一定電圧を印加し、対向ローラを電極部としてクリーニング電界を形成するものでも、同様に起こり得る問題である。 The above-mentioned problem is not limited to the case where the opposing roller is grounded, but can also occur when a constant voltage is applied to the opposing roller and a cleaning electric field is formed using the opposing roller as an electrode portion.
また、上記問題を、中間転写ベルトの静電クリーニング装置を用いて説明したが、これに限られるものではない。ベルト状表面移動部材上の残トナーの静電クリーニング装置で、対向ローラを電極部としてクリーニング電界を形成するものであれば、同様に起こり得る問題である。このようなベルト状表面移動部材としては、トナー像を形成される感光体ベルトや、転写紙を搬送しながら転写紙上にトナー像を転写する転写搬送ベルトが挙げられる。 Although the above problem has been described using an electrostatic cleaning device for an intermediate transfer belt, the present invention is not limited to this. If the electrostatic cleaning device for residual toner on the belt-like surface moving member forms a cleaning electric field using the counter roller as an electrode portion, the same problem may occur. Examples of such a belt-like surface moving member include a photosensitive belt on which a toner image is formed, and a transfer conveyance belt that transfers a toner image onto the transfer paper while conveying the transfer paper.
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ベルト状表面移動部材に当接する導電性のクリーニング部材に電圧を印加してベルト状表面移動部材上の付着物を静電的に除去する静電クリーニングで、ベルト状表面移動部材を挟んでクリーニング部材と対向する電極部へのトナーの付着を抑制し、経時にわたって良好なクリーニング性能を得ることのできるクリーニング装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to apply a voltage to a conductive cleaning member that contacts the belt-like surface moving member so as to staticate deposits on the belt-like surface moving member. Cleaning device and image forming capable of obtaining good cleaning performance over time by suppressing toner adhesion to the electrode part facing the cleaning member with the belt-shaped surface moving member sandwiched by electrostatic cleaning that is electrically removed An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ベルト状表面移動部材に当接する導電性のクリーニング部材と、該ベルト状表面移動部材を挟んで該クリーニング部材と対向する導電性の対向部材とを備え、該クリーニング部材に該ベルト状表面移動部材上の付着物と逆極性の電圧を印加して静電的に付着物を該ベルト状表面移動部材上から除去するクリーニング装置において、上記クリーニング部材として、トナーの正規帯電極性と反対極性の電圧が印加されて上記ベルト状表面移動部材上の正規帯電極性のトナーを静電的に除去する正規帯電トナークリーニング部材と、トナーの正規帯電極性と同極性の電圧が印加されて上記ベルト状表面移動部材上の正規帯電極性と反対極性のトナーを静電的に除去する逆帯電トナークリーニング部材と、上記ベルト状表面移動部材の表面移動方向に関して上記正規帯電トナークリーニング部材および上記逆帯電トナークリーニング部材より上流に配置され、トナーの正規帯電極性と反対極性の電圧が印加されて、正規帯電極性のトナーを静電的に除去するプレクリーニング部材とを設け、上記対向部材の表面に溝部または凹部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記クリーニング部材はブラシローラであり、上記対向部材は発泡ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２のクリーニング装置において、上記ベルト状表面移動部材が中間転写ベルトであり、該中間転写ベルトが弾性を有することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、ベルト状表面移動部材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を被転写体に転写する転写手段と、該ベルト状表面移動部材上の転写残トナーを除去するクリーニン手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング手段として請求項１乃至３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、トナー像形成に用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the cleaning device of the first aspect, the cleaning member is a brush roller, and the opposing member is a foaming roller .
Also, the invention of claim 3, in the cleaning apparatus according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a toner image forming means for forming a toner image on a belt-like surface moving member, a transfer means for transferring the toner image to a transfer target, and a transfer on the belt-like surface moving member. In an image forming apparatus provided with a cleaning means for removing residual toner, the cleaning apparatus according to any one of
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect , the shape factor SF1 of the toner used for forming the toner image is 100 to 150.
本発明においては、クリーニング部材を複数設け、互いに異なる極性の電圧が印加されるものを少なくとも一つづつ有するよう構成することにより、付着物の帯電極性がばらついている場合でも、良好に付着物を除去することができる。
また、経時で飛散トナーが対向部材の表面に付着していく際、溝部または凹部以外の平坦部に比べて、溝部または凹部に多くの飛散トナーを溜めることができる。この結果、本発明の形状の対向部材では、溝部または凹部へ付着する飛散トナーが多く、それ以外の平坦部に付着する飛散トナーが相対的に少なくなる。また、本発明の形状の対向部材では、溝部または凹部以外の平坦部がベルト状表面移動部材の内周面に接触し、クリーニング部材とベルト状表面移動部材との間にクリーニング電界を形成するための電極部となる。このため、従来の表面全域が平坦で電極部となる形状の対向部材に比べると、本発明の対向部材では電極部となる、溝部または凹部以外の平坦部への飛散トナーの付着を抑制できる。これにより、電極部の表層抵抗は上昇し難く、クリーニング部材とベルト状表面移動部材との間に形成されるクリーニング電界は初期の大きさから変動し難くなる。よって、経時でも良好なクリーニング性能が維持されやすい。
In the present invention, by providing a plurality of cleaning members and having at least one member to which voltages having different polarities are applied, the deposit can be satisfactorily obtained even when the charge polarity of the deposit varies. Can be removed.
Further, when the scattered toner adheres to the surface of the opposing member over time, a larger amount of scattered toner can be stored in the groove or recess than in the flat portion other than the groove or recess. As a result, in the counter member having the shape of the present invention, the amount of scattered toner adhering to the groove portion or the concave portion is large, and the amount of scattered toner adhering to the other flat portion is relatively small. Further, in the facing member of the shape of the present invention, the flat portion other than the groove portion or the concave portion comes into contact with the inner peripheral surface of the belt-like surface moving member, and a cleaning electric field is formed between the cleaning member and the belt-like surface moving member. It becomes an electrode part. For this reason, compared with the conventional facing member in which the entire surface is flat and forms an electrode portion, the facing member of the present invention can suppress the scattering toner from adhering to the flat portion other than the groove portion or the concave portion, which becomes the electrode portion. As a result, the surface layer resistance of the electrode portion hardly increases, and the cleaning electric field formed between the cleaning member and the belt-shaped surface moving member hardly changes from the initial magnitude. Therefore, good cleaning performance is easily maintained over time.
本発明によれば、ベルト状表面移動部材に当接する導電性のクリーニング部材に電圧を印加してベルト状表面移動部材上の付着物を静電的に除去する静電クリーニングで、ベルト状表面移動部材を挟んでクリーニング部材と対向する電極部へのトナーの付着を抑制し、経時にわたって良好なクリーニング性能を得ることができるという優れた効果がある。 According to the present invention, the belt-like surface movement is performed by electrostatic cleaning in which a voltage is applied to the conductive cleaning member that is in contact with the belt-like surface movement member to electrostatically remove deposits on the belt-like surface movement member. There is an excellent effect that the toner can be prevented from adhering to the electrode portion facing the cleaning member with the member interposed therebetween, and good cleaning performance can be obtained over time.
以下に、本発明を画像形成装置であるプリンタのクリーニング装置に適用した一実施形態を説明する。
図１は、いわゆるタンデム型中間転写方式を採用したプリンタの概略構成図である。このプリンタでは、図１に示すように、像担持体として４つのドラム状の感光体１０１、１０２、１０３、１０４が並列配置されている。この感光体１０１、１０２、１０３、１０４は、それぞれ、図中反時計方向に回転可能に構成されている。各感光体１０１、１０２、１０３、１０４の回りには、各感光体上に各色トナー像を形成するトナー像形成手段が配置されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a printer cleaning apparatus which is an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer that employs a so-called tandem type intermediate transfer system. In this printer, as shown in FIG. 1, four drum-
なお、各トナー像形成手段は、扱うトナー（色材）の色が異なる以外は、同じ構成であるため、感光体１０１に対するトナー像形成手段についてのみ詳しく説明し、他の感光体１０２、１０３、１０４に対するトナー像形成手段については説明を省略する。
感光体１０１の周囲には、その表面を除電する除電装置（不図示）、感光体１０１の表面を一様に帯電する帯電装置２０１、レーザ光による光書き込みを行って静電潜像を形成する露光装置（不図示）、形成された静電潜像を現像する現像装置４０１が順に配置される。また、トナー像転写後の感光体１０１表面をクリーニングするクリーニング装置３０１が配置される。
Since each toner image forming unit has the same configuration except that the color of the toner (coloring material) to be handled is different, only the toner image forming unit for the
Around the
感光体１０１、１０２、１０３、１０４の下方には、中間転写ユニット５００が配置されている。中間転写ユニット５００では、中間転写体である中間転写ベルト５１０が、駆動ローラ５１１と、複数の支持ローラ５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７とに張架されて、図中時計回りに回転駆動される。
An
中間転写ベルト５１０は、多層構造でも単層構造でもよく、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦシート、ゴム、ポリイミド系樹脂などを用いる。また表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってもよい。
The
また、近年、記録紙として普通紙だけでなく、表面に凹凸を有する特殊紙を用いるニーズが増えており、良好な二次転写性能が得られない場合がある。そこで、二次転写性を高めるべく、中間転写ベルト５１０に弾性をもたて特殊紙との接触性を高めることが行われている。
In recent years, there is an increasing need to use not only plain paper but also special paper having irregularities on the surface as recording paper, and good secondary transfer performance may not be obtained. Therefore, in order to improve the secondary transfer property, the
図９は、本実施形態のプリンタで用いた中間転写ベルト５１０の概略構成図である。この中間転写ベルト５１０は、少なくとも基層１２、弾性層１３、表面のコート層１４から構成される。中間転写ベルト５１０は、硬度の低い弾性層１３を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い記録紙に対して変形できるようにしている。中間転写ベルト５１０表面が、局部的な凸凹に追従して変形できるために、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られる。これにより、文字の転写中抜けやソリッド部における転写ムラがない、均一性に優れた転写画像を得ることができる。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the
弾性層１２に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられる。具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
Examples of the material used for the
弾性層１３の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、０．０７〜０．５ｍｍの範囲が好ましい。さらに好ましくは０．２５〜０．５ｍｍの範囲がよい。又、中間転写ベルト５１０の厚さが０．０７ｍｍ以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写体１０上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。
The thickness of the
弾性層１３の硬度は、１０≦ＨＳ≦６５（ＪＩＳ−Ａ）であることが好ましい。中間転写ベルト５１０の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が１０°ＪＩＳ−Ａより低いと転写中抜けが生じやすい。これに対して硬度が６５°ＪＩＳ−Ａより高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。
The hardness of the
また、中間転写ベルト５１０の基層１２は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層１２に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ等）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル 共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
Further, the
また、基層１２に伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びを防止する材料で構成された芯体層をつくりその上に弾性層１３を形成する方法等を用いることができる。このときの、芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる１種あるいは２種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は１本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。
In addition, a method of forming a core layer made of a material that prevents elongation, such as canvas, on a rubber material having a large elongation on the
また、中間転写ベルト５１０の表面のコート層１４は、弾性層１３の表面を例えばフッ素樹脂等をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写ベルト５１０表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類あるいは２種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素材脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を１種類あるいは２種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。
Further, the
また、必要に応じて、基層１２、弾性層１３又はコート層１４は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記材料に限定されるものではない。
If necessary, the
このような構成の中間転写ベルト５１０を挟んで感光体１０１、１０２、１０３、１０４に対向する位置には、各感光体１０１、１０２、１０３、１０４上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５１０に転写する１次転写ローラ５０１、５０２、５０３、５０４が配設される。また、転写ローラ５０１、５０２、５０３、５０４よりも下流で、中間転写ベルト５１０を挟んで支持ローラ５１２に対向する位置には、２次転写装置６００が配設されている。以下、支持ローラ５１２を２次転写対向ローラ５１２という。なお、図１では、２次転写装置６００は２次転写ローラからなるものを示しているが、これ以外に数本の支持ローラと駆動ローラにより掛け渡される２次転写ベルトからなるものであっても良い。
The toner image formed on each photoconductor 101, 102, 103, 104 is transferred to the
さらに、２次転写装置６００より下流部には、２次転写後に中間転写ベルト５１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置５２０が配設されている。上述の支持ローラ５１３、５１４、５１５は、中間転写ベルト５１０に一定の張力を付与する働きをもつとともに、中間転写ベルトクリーニング装置５２０の対向部材である対向ローラも兼ねている。以下、支持ローラ５１３、５１４、５１５を、クリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５という。なお、対向部材としての必要条件として必ずしも一定の張力を付与する働きをもたなければならないということはなく、中間転写ベルト５１０の回転にともなって従動回転するローラを対向ローラとしても良い。
Further, an intermediate transfer
記録紙Ｐは、図１中の下方に配置される給紙カセット（不図示）に収納されており、最上位の記録紙Ｐが給紙ローラで一枚づつ給紙路を経てレジストローラ対に搬送される。また、記録紙の搬送方向に関して２次転写装置６００よりも下流には、記録紙Ｐ上の転写画像を定着する定着装置（不図示）が配設される。なお、２次転写装置６００は、画像転写後の記録紙Ｐをこの定着装置へと搬送するシート搬送機能も備えている。
The recording paper P is stored in a paper feed cassette (not shown) arranged in the lower part of FIG. 1, and the uppermost recording paper P passes through a paper feed path one by one by a paper feed roller to a pair of registration rollers. Be transported. Further, a fixing device (not shown) for fixing the transferred image on the recording paper P is disposed downstream of the
上記構成のプリンタにおいて、不図示のスタートスイッチを押す等により画像形成が開始されると、中間転写ベルト５１０は不図示の駆動モータにより駆動ローラ５１１が回転駆動される。これに伴い、他のローラ５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７が従動回転し、中間転写ベルト５１０が時計方向に回転走行する。同時に、各トナー像形成手段において各感光体１０１、１０２、１０３、１０４を回転して、各感光体１０１、１０２、１０３、１０４上にそれぞれイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの単色トナー像を形成する。そして、中間転写ベルト５１０の回転とともに、それらの単色トナー像を順次転写して中間転写ベルト５１０上に重ね、合成カラー画像が形成する。一方、給紙部からは給紙カセットの１つから記録紙Ｐを１枚づつ給紙され、レジストローラ対に突き当てられて止められる。そして、中間転写ベルト５１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対が回転を開始し、中間転写ベルト５１０と２次転写装置６００との間に記録紙Ｐを送り込み、２次転写装置６００の作用下で合成カラー画像が記録紙Ｐ上に転写される。画像転写後の記録紙Ｐは、２次転写装置６００から定着装置（不図示）へと送り込まれ、定着装置（不図示）において熱と圧力との作用により定着され、転写画像が定着された記録紙Ｐは機外に排紙される。
In the printer configured as described above, when image formation is started by pressing a start switch (not shown) or the like, the
一方、画像転写後の中間転写ベルト５１０は、多少のトナーが残留することが避けられず、この残留トナーは中間転写ベルトクリーニング装置５２０によって中間転写ベルト５１０から除去され、次の画像形成に備えられる。本実施形態のプリンタでは、中間転写ベルトクリーニング装置５２０として、ベルト状表面移動部材としての中間転写ベルト５１０に当接するクリーニング部材に、付着物の帯電極性と逆極性の電圧を印加して、静電的に付着物を除去する静電クリーニング方式を採用している。静電クリーニング装置は、弾性部材よりなるクリーニングブレードを中間転写ベルト５１０の表面に押し当てて付着物を掻き落として除去するブレードクリーニング方式に比べ、小粒径化、球形化が進んだトナーを良好に除去できる。また、上述のように２次転写性能向上のために、中間転写ベルト５１０に弾性をもたせた場合、ブレードクリーニング方式を採用すると、弾性体同士を当接させることになるため、当接状態が不安定になりクリーニング不良が発生しやすくなる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置５２０として適している静電クリーニング方式が採用される。
On the other hand, it is inevitable that some toner remains on the
図２は、本実施形態に係る中間転写ベルトクリーニング装置の概略構成図である。この中間転写ベルトクリーニング装置５２０は、中間転写ベルト５１０に当接する導電性のクリーニング部材として、上流側から第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３の３つを備えている。第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３は何れも導電性繊維により形成されており、図示しない駆動手段により回転する。第１クリーニングブラシ５２１は、中間転写ベルト５１０上のトナーのうち正規帯電極性である負極性トナーをクリーニングするために正極性の電圧が印加される（不図示）。第２クリーニングブラシ５２２は、第１クリーニングブラシ５２１でクリーニングできなかった残トナーのうち正極性トナーをクリーニングするものであり、負極性の電圧が印加される（不図示）。さらに、第３クリーニングブラシ５２３は、第１クリーニングブラシ５２１でクリーニングできなかった負極性トナーをクリーニングするものであり、正極性の電圧が印加される（不図示）。この第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３と中間転写ベルト５１０を挟んで対向する位置には、上述のクリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５がそれぞれ配置されている。クリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５は、導電性であり、それぞれ第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３との間にクリーニング電界を形成するために接地されている（不図示）。なお、図２では、クリーニング部材として導電性クリーニングブラシを用いたものを示したが、これに限られるものではなく、導電性樹脂ローラを用いても構わない。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the intermediate transfer belt cleaning device according to the present embodiment. This intermediate transfer
また、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３に付着したトナーを各ブラシから回収する回収ローラ５２４、５２５、５２６を備えている。また、回収ローラ５２４、５２５、５２６表面に当接して回収したトナーを掻き取る回収ブレード５２７、５２８、５２９を備えている。また、各回収ローラ、各回収ブレードにより回収したトナーを、プリンタ本体に備えられた廃トナータンク（不図示）に搬送するための搬送手段としてのトナー排出コイル５３０、５３１を備えている。
In addition,
第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３への電圧の印加は、各ブラシの軸芯金を介して行われているが、各ブラシにトナーが多く付着した場合にブラシ先端の電位が低下してしまうことがある。このような電位低下を抑制するために、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３の表面に電荷を付与する導電性のブラシ表面電荷付与部材（不図示）を備えていてもよい。このブラシ表面電荷付与部材は、例えば金属の丸棒や金属の板状部材である。
The voltage is applied to the
また、中間転写ベルト５１０の表面保護の観点から、クリーニングブラシにより中間転写ベルト５１０表面に潤滑剤塗布を行うこともできる。この場合、固形化した潤滑剤を導電性ブラシに当接させることで塗布するようにしてもよい。さらに、クリーニングブラシで塗布した潤滑剤を中間転写ベルト表面に薄膜を形成する塗布ブレードを備え、潤滑性が向上するようにしてもよい。潤滑剤としては、脂肪酸金属塩が適し、なかでも、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸カルシウム、オイレン酸マンガン、オイレン酸鉛などが適している。
Further, from the viewpoint of protecting the surface of the
また、中間転写ベルト表面への潤滑剤塗布をクリーニングブラシを用いず、別途潤滑剤塗布用のブラシを設けておこなうことも可能である。クリーニングブラシで潤滑材を塗布するものでは、クリーニングブラシにトナーが常時回収されているため、トナーと潤滑剤とが交じり合い、潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーを再度中間転写ベルト上に付着させるおそれがある。しかし、別途、潤滑剤塗布用のブラシを設けることで、かかる問題を防ぐことができる。 It is also possible to apply a lubricant to the surface of the intermediate transfer belt by using a separate brush for applying a lubricant without using a cleaning brush. When a lubricant is applied with a cleaning brush, the toner is constantly collected by the cleaning brush, so the toner and lubricant mix together, and once collected, the toner once collected may adhere to the intermediate transfer belt again. There is. However, such a problem can be prevented by separately providing a brush for applying a lubricant.
次に、本実施形態の特徴部である、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３の導電性のクリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５について説明する。なお、クリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５は、同じ構成であるので、以下クリーニング対向ローラ５１３を用いて説明を行う。
本実施形態の中間転写ベルトクリーニング装置５２０では、クリーニング対向ローラ５１３の表面に、全域に渡って溝または凹部を形成する。図３は、クリーニング対向ローラの要部拡大斜視図であり、（ａ）はクリーニング対向ローラの表面に長手方向の溝１を形成したもの、（ｂ）はクリーニング対向ローラの表面に凹部２を形成したものである。また、図４（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）、（ｂ）の表面形状を有するクリーニング対向ローラ５１３の表面に、経時で機内の飛散トナーが付着する様子をしめす説明図である。経時でクリーニングなどによる飛散トナーがクリーニング対向ローラ５１３の表面に付着していく際、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、溝１または凹部２以外の平坦部４に比べて、溝１または凹部２に多くの飛散トナーを溜めることができる。この結果、クリーニング対向ローラ５１３では、溝１または凹部２へ付着する異物が多く、それ以外の平坦部４に付着する飛散トナーが相対的に少なくなる。
Next, the conductive
In the intermediate transfer
また、クリーニング対向ローラ５１３では、溝１または凹部２以外の平坦部４が中間転写ベルト５１０の内周部に接触し、第１クリーニングブラシ５２１に印加された電圧により、第１クリーニングブラシ５２１と中間転写ベルト５１０との間にクリーニング電界を形成するためのアース部となる。このため、従来の表面に溝または凹部がない平坦な表面を有し、表面全体がアース部となる形状のクリーニング対向ローラに比べると、表面全域に渡って溝１または凹部２が形成されたクリーニング対向ローラ５１３では、アース部となる平坦部４への飛散トナーの付着を抑制できる。これにより、アース部の表層抵抗は上昇し難く、第１クリーニングブラシ５２１と中間転写ベルト５１０との間に形成されるクリーニング電界が、初期の大きさから変動し難くなる。よって、経時でも良好なクリーニング性能が維持されやすい。なお、第２クリーニングブラシ５２２と中間転写ベルト５１０との間に形成されるクリーニング電界、第３クリーニングブラシ５２３と中間転写ベルト５１０との間に形成されるクリーニング電界についても同様の効果を得る。
In the cleaning
図３（ａ）、（ｂ）のクリーニング対向ローラの材質はステンレスを用いることができる。図５は、溝の形状を示す値である、溝深さ、溝幅、溝ピッチ、平坦部幅等の説明の断面図である。図３（ａ）のクリーニング対向ローラの表面に形成される溝深さは０．５ｍｍ、円周方向の溝ピッチは３ｍｍ、溝幅は０．５ｍｍである。また、図３（ｂ）のクリーニング対向ローラの表面に形成される凹部深さは０．５ｍｍ、円周方向の凹部ピッチは３ｍｍ、凹部幅は０．５ｍｍ、長手方向の凹部長さは５ｍｍである。 Stainless steel can be used as the material of the cleaning facing roller in FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the groove depth, groove width, groove pitch, flat portion width, etc., which are values indicating the shape of the groove. The groove depth formed on the surface of the cleaning counter roller in FIG. 3A is 0.5 mm, the groove pitch in the circumferential direction is 3 mm, and the groove width is 0.5 mm. Further, the depth of the recess formed on the surface of the cleaning counter roller in FIG. 3B is 0.5 mm, the recess pitch in the circumferential direction is 3 mm, the recess width is 0.5 mm, and the recess length in the longitudinal direction is 5 mm. is there.
クリーニング対向ローラ５１３の外径は１５ｍｍで、中間転写ベルト５１０との接触幅（巻きつけ幅）は約１ｍｍとしている。このとき、接触幅とクリーニング対向ローラ５１３の円周方向に関する溝１または凹部２の幅、及び、ピッチに気をつけなければならない。以下、図３（ａ）の溝を用いて説明する。
The outer diameter of the cleaning
図６は、溝幅および溝ピッチと接触幅との関係の説明図である。図６（ａ）のように、溝幅が小さい場合は、中間転写ベルト５１０とクリーニング対向ローラ５１３との接触幅ａを十分確保でき、且つ、転写ベルト５１０とクリーニング対向ローラ５１３との接触部の位置を安定させることができる。一方、図６（ｂ）のように、溝幅が小さい場合は、中間転写ベルト５１０とクリーニング対向ローラ５１３との接触幅ａよりも溝幅が大きくなってしまい、且つ、転写ベルト５１０とクリーニング対向ローラ５１３との接触部の位置が大きく変化してしまう。これにより、クリーニング電界および中間転写ベルト５１０の位置が変化するためクリーニング性能の低下に繋がる。また、溝ピッチについても、同様に、中間転写ベルト５１０とクリーニング対向ローラ５１３とで十分な接触幅を確保できる大きさにする必要がある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the relationship between the groove width and groove pitch and the contact width. As shown in FIG. 6A, when the groove width is small, a sufficient contact width a between the
また、図３（ｃ）のようにクリーニング対向ローラ５１３として導電性の発泡ローラを用い、表面全域に渡って凹部を形成してもよい。導電性の発泡ローラの材質としては、ＮＢＲを用いることができる。ただし、これらに限ったものではなく、導電性のものであれば他材質でもかまわない。発泡ローラを用いることにより、経時で飛散トナーが発泡ローラに付着していく際、飛散トナーが発泡ローラの内部に入っていくため、それ以外の平坦部４に付着する飛散トナーが相対的に少なくなる。よって、図３（ａ）、（ｂ）の場合と同様に、アース部へのトナー付着による抵抗上昇は抑制され、適正なクリーニング電界を維持することができ、良好なクリーニング性が保たれる。
Further, as shown in FIG. 3C, a conductive foaming roller may be used as the
上記構成の中間転写ベルトクリーニング装置５２０のクリーニング動作についてさらに詳しく説明する。本実施形態のプリンタでは、画像形成時に、２次転写装置６００よりも下流の中間転写ベルト５１０上に、中間転写ベルト５１０上から記録紙に転写できなかった転写残トナーが付着する。また、画像形成時以外でも、後述する作像プロセス条件制御やリフレッシュモードのトナーパターンとして、中間転写ベルト５１０上に１次転写され、記録紙に転写しない未転写トナーが付着する。中間転写ベルトクリーニング装置５２０は、このような転写残トナーや未転写トナーを静電的に除去する。
The cleaning operation of the intermediate transfer
中間転写ベルト５１０上の転写残トナーおよび未転写トナーは、中間転写ベルト５１０の移動により第１クリーニングブラシ５２１の位置に移送される。第１クリーニングブラシ５２１には、電源（不図示）によりトナーの正規帯電極性（負極性）とは逆極性の電圧（正極性）が印加されており、回転しながら転写残トナー中の負極性トナー、および、未転写トナー中に多く含まれる負極性トナーを静電的に吸着する。本実施形態の第１クリーニングブラシ５２１では、後述するリフレッシュモードの未転写トナー（ほとんどが負極性トナー）を約９０％クリーニングするための正極性電圧を印加する。第２クリーニングブラシ５２２には、電源（不図示）によりトナーの正規帯電極性（負極性）と同極性の電圧（負極性）が印加され、回転しながら転写残トナー中の正極性トナー、および未転写トナー中に少量含まれる正極性トナーを静電的に吸着する。さらに、第３クリーニングブラシ５２３には、電源（不図示）よりトナーの正規帯電極性（負極性）とは逆極性の電圧（正極性）が印加されており、回転しながら第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２３でクリーニングできなかった負極性トナーを静電的に吸着する。
The transfer residual toner and the untransferred toner on the
第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３に付着したトナーを各クリーニングブラシから回収する回収ローラ５２４、５２５、５２６は、図示しない駆動手段により回転する。この回収ローラ５２４、５２５、５２６には、回収する各クリーニングブラシと同極性で、さらに高い電圧が印加されており、各ブラシローラとの間に電位差を形成し、この電位差により付着したトナーを回収ローラ５２４、５２５、５２６側に移動させる。また、回収ローラ５２４、５２５、５２６として金属を用いる場合は、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３の軸芯金に電圧を印加しないで、回収ローラ５２４、５２５、５２６にのみ電圧を印加する。そして、各クリーニングブラシの繊維抵抗によって電位降下することを利用して、各回収ローラ電位との間に電位差を設け、この電位差により付着したトナーを回収ローラ５２４、５２５、５２６側に移動させるようにしても構わない。回収ローラ５２４、５２５、５２６のトナーは、回収ブレード５２７、５２８、５２９により各回収ローラ５２４、５２５、５２６上から掻き落とされ、トナー排出コイル５３０、５３１の回転により装置外に排出される。
The
本実施形態の第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２３、第３クリーニングブラシ５２４として使用される導電性ブラシローラの具体的な構成条件は以下のとおりである。
ブラシ材質：導電性ポリエステル（繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステルである、いわゆる芯鞘構造）
ブラシ抵抗：１０７Ω
ブラシ軸印加電圧：２０００Ｖ
ブラシ繊維：植毛密度 １０万本／ｉｎｃｈ２、繊維径約２５〜３５μｍ、ブラシ先端に毛倒れ処理
ブラシ径：１６ｍｍ
中間転写ベルト５１０へのブラシ繊維喰い込み量：１ｍｍ
なお、ブラシ植毛密度、ブラシ抵抗、繊維径、印加電圧、繊維種類、ブラシ繊維喰込量はシステムによって最適化できるため、これに限らない。また、使用できる繊維の種類としては、ナイロン、アクリル、ポリエステルなどがある。
Specific configuration conditions of the conductive brush rollers used as the
Brush material: Conductive polyester (so-called core-sheath structure in which conductive carbon is embedded inside the fiber and the fiber surface is polyester)
Brush resistance: 10 7 Ω
Brush shaft applied voltage: 2000V
Brush fiber: Flocking density 100,000 pieces / inch 2 , fiber diameter of about 25 to 35 μm, hair fall treatment at brush tip Brush diameter: 16 mm
Brush fiber biting amount to the intermediate transfer belt 510: 1 mm
In addition, since brush flocking density, brush resistance, fiber diameter, applied voltage, fiber type, and brush fiber biting amount can be optimized by the system, the present invention is not limited thereto. Examples of the types of fibers that can be used include nylon, acrylic, and polyester.
また、本実施形態の回収ローラ５２４、５２５、５２６の具体的な構成条件は以下のとおりである。
回収ローラ芯金：材質ＳＵＳ、直径１５ｍｍ
回収ローラ表面材質：ＰＶＤＦ（厚み１００μｍ）の表層にアクリル系UＶ硬化樹脂層（厚み３〜５μｍ）
回収ローラ抵抗：１０７〜８Ω（１０℃１５％環境下、３２℃８０％環境下でそれぞれ電圧１０００Ｖ印加して電流を測定）
回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量：１．５ｍｍ
回収ローラ芯金印加電圧：＋２４００Ｖ
回収ブレード条件：ブレード当接角度２０°、ブレード厚み０．１ｍｍ
回収ローラへのブレード喰い込み量：１．０ｍｍ
ただし、回収ローラ材質、ブレード厚み、ブラシ繊維喰込量、印加電圧、ブレード当接角度はシステムによって最適化できるため、これに限らない。
また、上記形態の回収ローラのみならず、導電性芯金に数μｍ〜１００μｍの高抵抗弾性チューブを被せたり、あるいは、さらに絶縁コーティングさせたりして、ローラ抵抗を１０１２〜１３Ωとしたものを用いても同じ性能を得られるが、印加電圧を多く要する。また、回収ローラとしては、上述のように金属ローラを用いてもよい。
In addition, specific configuration conditions of the
Recovery roller core: Material SUS, diameter 15mm
Recovering roller surface material: PVDF (thickness 100 μm) surface layer on acrylic UV cured resin layer (thickness 3-5 μm)
Recovery roller resistance: 10 7 to 8 Ω (measured by applying a voltage of 1000 V in a 15% environment at 10 ° C. and an 80% environment at 32 ° C.)
Amount of brush fiber biting into the collection roller: 1.5 mm
Recovery roller mandrel applied voltage: + 2400V
Recovery blade conditions: Blade contact angle 20 °, blade thickness 0.1 mm
Amount of blade biting into the collection roller: 1.0 mm
However, the material of the collection roller, the blade thickness, the brush fiber entrapment amount, the applied voltage, and the blade contact angle can be optimized by the system, and are not limited thereto.
In addition to the recovery roller of the above-described form, a roller resistance is set to 10 12 to 13 Ω by covering a conductive metal core with a high resistance elastic tube of several μm to 100 μm or further insulatingly coating it. Although the same performance can be obtained even if is used, a large amount of applied voltage is required. As the collection roller, a metal roller may be used as described above.
以上、中間転写ベルトクリーニング装置５２０の各種条件について述べたが、使用する材料や電圧値はこれに限るものではなく、適宜選択すべきものである。
The various conditions of the intermediate transfer
次に、上記中間転写ベルトクリーニング装置５２０でクリーニングされる中間転写ベルト５１０に付着するトナーについて説明する。上述のように、画像形成時は、２次転写装置６００により中間転写ベルト５１０上の全てのトナーが記録紙Ｐに転写されるわけでなく、多少のトナーが残留することが避けられない。このため、画像形成時は中間転写ベルト５１０上に転写残トナーが付着している。また、転写残トナー以外に、プロセスコントロールやリフレッシュモード時に、中間転写ベルト５１０上に１次転写され、記録紙に転写しない未転写トナーが付着する。
Next, the toner adhering to the
はじめに、作像プロセス条件制御時の未転写トナーについて説明する。
従来、プリンタでは、同じ画像のリピートで色味が再現するように、画像濃度を常に一定維持することが望まれている。二成分現像剤を用いた場合は、トナーとキャリアの混合により摩擦帯電されてトナー帯電量を一定にする必要がある。しかしながら、前回の作像動作から数時間が経過すると現像剤中のトナーの帯電量が減衰しているため、攪拌動作を行わないですぐに作像すると、低トナー帯電量では現像量が多めになってしまうという問題がある。また、連続して作像が行われると現像装置内のトナー濃度が低下するため、現像装置にトナー補給を行う必要がある。過不足なくトナー補給するために、現像剤中のトナー濃度を現像剤の透磁率を検知するセンサーなどで検知しトナー補給を行っている。このような状況のもと、実際に画像形成領域以外にトナーパターンを作成して、トナーパターンの画像濃度検出し、検出した画像濃度に基づき作像プロセス条件を制御することが行われている。
First, the untransferred toner at the time of image forming process condition control will be described.
Conventionally, in a printer, it is desired to always maintain the image density constant so that the color is reproduced by repeating the same image. When a two-component developer is used, it is necessary to make the toner charge amount constant by being frictionally charged by mixing the toner and the carrier. However, when several hours have passed since the previous image formation operation, the charge amount of the toner in the developer is attenuated. Therefore, if the image is formed immediately without performing the agitation operation, the development amount is large with a low toner charge amount. There is a problem of becoming. Further, since continuous toner image formation reduces the toner density in the developing device, it is necessary to supply toner to the developing device. In order to supply the toner without excess or deficiency, the toner concentration in the developer is detected by a sensor that detects the magnetic permeability of the developer, and the toner is supplied. Under such circumstances, a toner pattern is actually created outside the image forming area, the image density of the toner pattern is detected, and the image forming process conditions are controlled based on the detected image density.
例えば、帯電バイアスおよび現像バイアスを変えながら中間転写ベルト５１０上に各色数個ずつトナーパターンを作成する。このトナーパターンの画像濃度をフォトセンサで読み取り、画像濃度と現像ポテンシャル（現像バイアスと感光体表面電位の差）の関係を求める。そして、制御部に格納してある画像濃度と現像ポテンシャルのデータテーブルに従って、常に画像が目標濃度になるように、帯電バイアスと現像バイアスを決定、補正する制御が行われている。作成するトナーパターンは、具体的には、各色１０個づつの画像濃度が異なる２ｃｍ×２ｃｍの面積のトナーパターンを中間転写ベルト５１０上に作成する。このトナーパターンのトナー付着量は最小で０．１[ｍg／ｃｍ２]、最大で０．５５[ｍg／ｃｍ２]ほどあり、トナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。このトナーパターンは、フォトセンサで読み取った後は、そのまま未転写トナーとして中間転写ベルト５１０上から中間転写ベルトクリーニング装置５２０により除去される。
For example, several toner patterns are created on the
また、各色のトナー像をずれなく重ね合わせるために、色ずれ調整のための作像プロセス条件制御を行うこともある。色ずれ補正用のトナーパターンを中間転写ベルト上に作成し、それをフォトセンサで読み取って画像位置を測定し、書き込み位置を補正する。色ずれ補正用のトナーパターンとしては、フォトセンサが誤検知しないように、画像濃度を高くしたベタ状で、一定の画像濃度、一定の大きさのトナーパターンを、中間転写ベルト走行方向に決まった色の順番でＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと繰り返し作像する。これを中間転写ベルト５１０に対向して非接触で配置されたフォトセンサでよみとり、各色のパターンの位置を読み取り、ずれ量を算出し、正しい位置からのズレ量を、感光体書き込みタイミングをずらすことで補正している。このトナーパターンのトナー付着量は０.３[ｍg／ｃｍ２]ほどであり、トナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。このトナーパターンも、フォトセンサで読み取った後は、そのまま未転写トナーとして中間転写ベルト５１０上から中間転写ベルトクリーニング装置５２０により除去される。
In addition, image forming process condition control for color misregistration adjustment may be performed in order to superimpose toner images of respective colors without misregistration. A toner pattern for color misregistration correction is created on the intermediate transfer belt, and the image position is measured by reading it with a photo sensor, and the writing position is corrected. As a toner pattern for color misregistration correction, a solid image with a high image density, a constant image density, and a constant size is determined in the running direction of the intermediate transfer belt so that the photosensor does not detect it erroneously. In order of colors, Y, M, C, K, Y, M, C, and K are repeatedly formed. This is read by a photo sensor arranged in a non-contact manner facing the
次いで、リフレッシュモードについて説明する。
従来、プリンタでは、現像装置内のトナー濃度を常に一定にしつつ、帯電不良を起こすトナーを現像装置から強制的に排出させる、トナーリフレッシュモードを有する場合がある。これは、低画像面積の画像形成動作が続くと、現像装置内に長時間とどまりつづける古いトナーが増えてきて、トナー帯電特性が劣化する。このようなトナーを画像形成にもちいると画像品質が低下（現像能力低下、転写性低下）することが知られている。そこで、古いトナーが現像装置内に滞留しないように一定のタイミングで感光体の非画像領域に強制的にトナー像を現像して吐き出させ、吐き出し後にトナー濃度が低下した現像装置に新しいトナーを補給する。このような動作をトナーリフレッシュモードという。非画像領域において、このトナーリフレッシュモードが実行されると、単位面積あたりの最大トナー付着量が１．０[ｍg／ｃｍ２]ほどになることがあり、またトナーＱ／ｄ分布を測定するとほぼ正規帯電極性にそろっている。
Next, the refresh mode will be described.
2. Description of the Related Art Conventionally, a printer may have a toner refresh mode in which toner that causes charging failure is forcibly discharged from a developing device while the toner density in the developing device is always constant. This is because if the image forming operation with a low image area continues, the amount of old toner that remains in the developing device for a long time increases, and the toner charging characteristics deteriorate. It is known that when such a toner is used for image formation, the image quality deteriorates (development ability decreases, transferability decreases). Therefore, the toner image is forcibly developed and discharged to a non-image area of the photoconductor at a fixed timing so that old toner does not stay in the developing device, and new toner is supplied to the developing device whose toner density has decreased after discharging. To do. Such an operation is called a toner refresh mode. When this toner refresh mode is executed in a non-image area, the maximum toner adhesion amount per unit area may be about 1.0 [mg / cm 2 ], and the toner Q / d distribution is almost measured. Aligned with regular charging polarity.
このように、中間転写ベルト５１０上には、記録紙Ｐに転写されない未転写トナーのトナーパターンが作成されルことがあり、このような未転写トナーのトナーパターンは中間転写ベルトクリーニング装置５２０で回収しなければならない。未転写トナーは、転写残トナーに比べるとトナー付着量が多く、かつ、ほぼ正規帯電極性（負極性）に揃っている。このため、特許文献１に記載される２本のクリーニングブラシを搭載した静電クリーニング装置では、正極性を印加した１本目のクリーニングブラシで除去することになるが、１本目のクリーニングブラシで一度に除去しきれなくなる場合があった。除去しきれなかったトナーは、次のプリント動作時に転写紙上に転写され、異常画像を発生させてしまう。そこで、本実施形態の中間転写ベルトクリーニング装置５２０では、第３クリーニングブラシ５２３を設けて、第１クリーニングブラシ５２１と同様に正極性の電圧が印加する。そして、第３クリーニングブラシ５２３により、第１クリーニングブラシ５２１でクリーニングできなかった負極性トナーをクリーニングする。これにより、クリーニング不良に伴う以上画像の発生を防止している。
As described above, a toner pattern of untransferred toner that is not transferred onto the recording paper P may be created on the
＜参考例＞
次に、中間転写ベルトクリーニング装置の参考例について説明する。図７は、参考例に係る中間転写ベルトクリーニング装置５４０の概略構成図である。参考例の中間転写ベルトクリーニング装置５４０は、上記図２の中間転写ベルトクリーニング装置５２０で、クリーニング部材として、第３クリーニングブラシ５２３を無く、第１クリーニングブラシ５２１と第２クリーニングブラシ５２２とを有するものである。
< Reference example >
Next, a reference example of the intermediate transfer belt cleaning device will be described. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an intermediate transfer
詳しくは、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２と、それらからトナーを回収する回収ローラ５２４、５２５と、各回収ローラからトナーを掻き取る回収ブレード５２７、５２８と、回収したトナーを搬送するトナー搬送コイル５２０とを備える。また、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、中間転写ベルト５１０を挟んでクリーニング対向ローラ５１３、５１４と対向し、クリーニング対向ローラ５１３、５１４は接地されている。クリーニング対向ローラ５１３、５１４は、図２の中間転写ベルトクリーニング装置５２０と同様に、図３の形状を有するものを使用する。第１クリーニングブラシローラ５２１へは電源（不図示）によりトナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧（正極性）が印加され、転写残トナー中の負極性トナー、および未転写トナー中に多く含まれる負極性トナーを静電的に吸着する。また、第２クリーニングブラシ５２２へは電源（不図示）によりトナーの正規帯電極性と同極性の電圧（負極性）が印加され、転写残トナー中の正極性トナー、および未転写トナー中に少量含まれる正極性トナーを静電的に吸着する。上述の図２の中間転写ベルトクリーニング装置５２０に比べ、中間転写ベルト５１０上に付着して入力されるトナー量が低減されている場合には、参考例のようにクリーニング部材を２個とすることも可能である。
Specifically, the
また、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２それぞれに当接する回収ローラ５２４、５２５には、当接するクリーニングブラシに印加する電圧と同極性で絶対値が大きい電圧を印加する。各クリーニングブラシと各回収ローラとの電位差により、各クリーニングブラシに付着したトナーは、回収ローラ５２４、５２５上に移動する。回収ローラ５２４、５２５上のトナーは回収ブレード５２７、５２８により掻き落とされ、トナー排出コイル５３０で装置外に排出される。
In addition, a voltage having the same polarity and a large absolute value as the voltage applied to the cleaning brush in contact is applied to the
参考例の中間転写ベルトクリーニング装置５４０においても、クリーニング対向ローラ５１３、５１４として、図３にしめす表面に溝１、凹部２を有するローラ、または、発泡ローラ３を用いる。これにより、クリーニング対向ローラ５１３、５１４のアース部へのトナー付着による抵抗上昇は抑制され、適正なクリーニング電界を維持することができる。よって、良好なクリーニング性が保たれる。
Also in the intermediate transfer
＜変形例＞
次に、中間転写ベルトクリーニング装置の変形例について説明する。図８は、変形例に係る中間転写ベルトクリーニング装置５５０の概略構成図である。変形例の中間転写ベルトクリーニング装置５５０は、図２の中間転写ベルトクリーニング装置５２０において、第１クリーニングブラシ５２１の代わりに、ローラ形状の第１クリーニングローラ５５１を用いたものである。第１クリーニングローラ５５１の回転方向は中間転写ベルト移動方向に対して従動方向とする。このように、クリーニング部材を導電性ローラに変更することにより、回収ローラ５２４が不要となり、装置の簡略化が行える。導電性ローラとしては、金属ローラ表面に導電性ナイロンチューブを被覆し、ローラ抵抗を１０７〜８Ωに調整したものを用いることができる。また、金属ローラ表面に導電性ＰＶＤＦチューブを被覆し、ローラ抵抗を１０７〜８Ωに調整したものを用いることができる。第１クリーニングローラ５５１表面からトナーを掻き落とすクリーニングブレード５５２としては、金属ブレードや、ゴムブレードを使用することができる。また、これ以外の構成は、図２の中間転写ベルトクリーニング装置５２０と略同一である。
<Modification>
Next, a description will be given varying Katachirei of the intermediate transfer belt cleaning device. Figure 8 is a schematic configuration view of an intermediate transfer
クリーニング部材への電圧の印加は、図２の中間転写ベルトクリーニング装置５２０と同様である。すなわち、第１クリーニングローラ５５１、および、第３クリーニングブラシ５２３へは電源（不図示）によりトナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧（正極性）が印加され、転写残トナー中の負極性トナー、および、未転写トナー中に多く含まれる負極性トナーを静電的に吸着する。また、第２クリーニングブラシ５２２へは電源（不図示）によりトナーの正規帯電極性と同極性の電圧（負極性）が印加され、転写残トナー中の正極性トナー、および未転写トナー中に少量含まれる正極性トナーを静電的に吸着する。第１クリーニングローラ５５１に付着したトナーはクリーニングブレード５５２により掻き落とされ、廃トナーとなりトナー搬送コイル３１０により装置外へ搬送される。第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３に当接する回収ローラ５２５、５２６には、当接するクリーニングブラシに印加する電圧と同極性で絶対値が大きい電圧を印加する。各クリーニングブラシと各回収ローラとの電位差により、各クリーニングブラシに付着したトナーは、回収ローラ５２５、５２６上に移動する。回収ローラ５２５、５２６上のトナーは回収ブレード５２８、５２９により掻き落とされ、トナー排出コイル５３０で装置外に排出される。
The application of voltage to the cleaning member is the same as that of the intermediate transfer
変形例の中間転写ベルトクリーニング装置５５０においても、クリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５として、図３にしめす表面に溝１、凹部２を有するローラ、または、発泡ローラ３を用いる。これにより、クリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５のアース部へのトナー付着による抵抗上昇は抑制され、適正なクリーニング電界を維持することができる。よって、良好なクリーニング性が保たれる。
Also in the intermediate transfer
次に、本実施形態のカラー用のプリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜６μｍが好ましい。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, toner that is preferably used in the color printer of this embodiment will be described.
In order to reproduce minute dots of 600 dpi or more, the toner preferably has a volume average particle diameter of 3 to 6 μm. The ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is preferably in the range of 1.00 to 1.40. The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。
図１０（ａ）は、形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π）／４・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180.
FIG. 10A is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π) / 4 Formula (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
図１０（ｂ）は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。 形状係数ＳＦ−２は、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×１００／（４π）・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
FIG. 10B is a diagram schematically showing the shape of the toner for explaining the shape factor SF-2. The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × 100 / (4π) (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。 Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated. When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
また、カラー用のプリンタに好適に使用されるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマーと、ポリエステルと、着色剤と、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。 A toner suitably used for a color printer is a toner in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. A toner obtained by crosslinking and / or extending a material solution in an aqueous solvent. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。 The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1. The polycondensation reaction between a polyhydric alcohol (PO) and a polycarboxylic acid (PC) is carried out in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and heated to 150 to 280 ° C. while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation. The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−イソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines. Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-isocyanatomethyl caproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these. The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated. The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates. The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。 Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。 Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２や、１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is less than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。 The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water generated while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。 When reacting (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used if necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。 In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。 By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in the full-color image forming apparatus 100 are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。 The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。 The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。 The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If it is less than 45 ° C., the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient.
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。 In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧR1、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Lead yellow, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR1, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) , Tartrazine rake, quinoline yellow rake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, bengara, red lead, lead vermilion, cadmium red, cadmium mercurial red, antimon vermilion, permanent red 4R, para red, phissa red , Parachlor ortho nitroa Phosphorus Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carnmin BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Poly Azo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalo Nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, lithopone and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬR1−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSYVP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge NEG VP2036 of quaternary ammonium salt, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LR1-901, LR-147 which is a boron complex (manufactured by Nippon Carlit) ), Copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo pigments Sulfonate group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。 The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。 The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に、０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−４μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 -3 ~2μm, it is particularly preferably 5 × 10 -3 ~0.5μm. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle diameter of 5 × 10 −4 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed to obtain a good image quality that does not cause the release of the fluidity imparting agent from the toner and does not generate firefly, etc., and further reduces the residual toner. It is done. Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the added amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。 Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
(Toner production method)
1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent. The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。 2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles. The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。 The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。 Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。 Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。 In addition, examples of the cationic surfactant include aliphatic quaternary ammonium salts such as aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, and perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salts. , Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Manufactured), MegaFuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footgent F-300 (Neos), and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the
３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。 5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner. The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。 Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
またトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はトナーの形状を模式的に示す図である。図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１１（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１１（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。 The toner has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule. FIGS. 11A, 11B, and 11C are diagrams schematically illustrating toner shapes. 11A, 11B, and 11C, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), The toner of the invention has a ratio (r2 / r1) between the major axis and the minor axis (see FIG. 11B) of 0.5 to 1.0, and a ratio between the thickness and the minor axis (r3 / r2) (FIG. 11 (c)) is preferably in the range of 0.7 to 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。 Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
以上、本実施形態によれば、ベルト状表面移動部材である中間転写ベルト５１０上のトナーを静電クリーニング方式の中間転写ベルトクリーニング装置５２０で除去する。中間転写ベルトクリーニング装置５２０は、中間転写ベルト５１０に当接する導電性のクリーニング部材として第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３を備える。これらのクリーニングブラシと中間転写ベルト５１０を挟んで対向する導電性の対向部材として、接地されたクリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５を備える。第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３にそれぞれ電圧を印加して、静電的に中間転写ベルト５１０上のトナーを除去する。このクリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５は、それぞれ表面全域に渡って溝１または凹部２を設けたものである。経時で、中間転写ベルト５１０周囲に浮遊している飛散トナーがクリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５の表面に付着していく際、溝１または凹部２以外の平坦部４に比べて、溝２または凹部３に多くの飛散トナーを溜めることができる。この結果、この形状のクリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５では、溝１または凹部２へ付着する飛散トナーが多く、それ以外の平坦部４に付着する飛散トナーが相対的に少なくなる。また、この形状のクリーニング対向ローラ５１３、５１４、５１５では、溝１または凹部２以外の平坦部４が中間転写ベルト５１０の内周面に接触し、第１クリーニングブラシ５２１、第２クリーニングブラシ５２２、第３クリーニングブラシ５２３それぞれと中間転写ベルト５１０との間にクリーニング電界を形成するためのアース部となる。このため、従来の表面全域が平坦でアース部となる形状のクリーニング対向ローラに比べると、この形状のクリーニング対向ローラではアース部となる、溝１または凹部２以外の平坦部４への飛散トナーの付着を抑制できる。このため、アース部の表層抵抗は上昇し難く、クリーニング電界が、初期の大きさから変動し難くなる。よって、経時でも良好なクリーニング性能が維持されやすい。
As described above, according to the present embodiment, the toner on the
また、本実施形態によれば、クリーニング部材としてブラシローラを用い、クリーニング対向ローラとして発泡ローラを用いる。これにより、良好に付着物を除去できると共に、容易に表面に凹部を有するクリーニング対向ローラを構成することができる。 According to this embodiment, a brush roller is used as the cleaning member, and a foaming roller is used as the cleaning counter roller. Thereby, while being able to remove a deposit | attachment favorably, the cleaning opposing roller which has a recessed part on the surface can be comprised easily.
また、本実施形態によれば、クリーニング部材を複数設け、互いに異なる極性の電圧が印加されるものを少なくとも一つづつ有するよう構成することにより、付着物の帯電極性がばらついている場合でも、良好に付着物を除去することができる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to provide a plurality of cleaning members and to have at least one member to which voltages having different polarities are applied, even when the charged polarity of the deposits varies. The deposits can be removed.
また、本実施形態によれば、中間転写ベルト５１０に弾性を持たせることにより、記録紙との接触性を高めて２次転写効率を高めている。このような弾性を有する中間転写ベルトのクリーニング装置として静電クリーニング方式を採用した中間転写ベルトクリーニング装置は良好なクリーニング性能を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、中間転写ベルト上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を被転写体に転写する転写手段と、中間転写ベルト上の転写残トナーを除去するクリーニン手段を備えたプリンタでで、上記中間転写ベルトクリーニング装置を採用することで、良好なクリーニング性能が得られる。 Further, according to the present embodiment, a toner image forming unit that forms a toner image on the intermediate transfer belt, a transfer unit that transfers the toner image to the transfer target, and a cleaning unit that removes transfer residual toner on the intermediate transfer belt. By using the above-mentioned intermediate transfer belt cleaning device in a printer provided with means, good cleaning performance can be obtained.
また、本実施形態によれば、トナー像形成に用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であることで、良好な転写性能を得ることができる。 In addition, according to the present embodiment, when the shape factor SF1 of the toner used for toner image formation is 100 to 150, good transfer performance can be obtained.
１ 溝
２ 凹部
４ 平坦部
１０１、１０２、１０３、１０４ 感光体
５００ 中間転写ユニット
５０１、５０２、５０３、５０４ １次転写ローラ
５１０ 中間転写ベルト
５１１ 駆動ローラ
５１２ ２次転写対向ローラ
５１３、５１４、５１５ クリーニング対向ローラ
５１６、５１７ 支持ローラ
５２０ 中間転写ベルトクリーニング装置
５２１ 第１クリーニングブラシ
５２２ 第２クリーニングブラシ
５２３ 第３クリーニングブラシ
５２４、５２５、５２６ 回収ローラ
５２７、５２８、５２９ 回収ブレード
５３０、５３１ トナー搬送コイル
５４０ 中間転写ベルトクリーニング装置（参考例）
５５０ 中間転写ベルトクリーニング装置（変形例）
５５１ 第１クリーニングローラ
５５２ 回収ブレード
６００ ２次転写装置
DESCRIPTION OF
550 intermediate transfer belt cleaning device (Modification)
551
Claims (5)
上記クリーニング部材として、トナーの正規帯電極性と反対極性の電圧が印加されて上記ベルト状表面移動部材上の正規帯電極性のトナーを静電的に除去する正規帯電トナークリーニング部材と、トナーの正規帯電極性と同極性の電圧が印加されて上記ベルト状表面移動部材上の正規帯電極性と反対極性のトナーを静電的に除去する逆帯電トナークリーニング部材と、上記ベルト状表面移動部材の表面移動方向に関して上記正規帯電トナークリーニング部材および上記逆帯電トナークリーニング部材より上流に配置され、トナーの正規帯電極性と反対極性の電圧が印加されて、正規帯電極性のトナーを静電的に除去するプレクリーニング部材とを設け、
上記対向部材の表面に溝部または凹部を設けたことを特徴とするクリーニング装置。 A belt-like surface in contact with the moving member conductive cleaning member, and a counter electrically conductive member facing the said cleaning member across the belt-like surface moving member, electrostatic by applying a voltage to said cleaning member In the cleaning device for electrically removing deposits from the belt-like surface moving member,
As the cleaning member, a normal charging toner cleaning member that electrostatically removes the toner of the normal charging polarity on the belt-shaped surface moving member by applying a voltage opposite to the normal charging polarity of the toner, and the normal charging of the toner A reversely charged toner cleaning member that electrostatically removes toner having a polarity opposite to the normal charging polarity on the belt-shaped surface moving member by applying a voltage having the same polarity as the polarity; and a surface moving direction of the belt-shaped surface moving member A pre-cleaning member that is disposed upstream of the regular charged toner cleaning member and the reversely charged toner cleaning member and electrostatically removes the toner of the normal charged polarity by applying a voltage having a polarity opposite to the normal charged polarity of the toner. And
A cleaning device, wherein a groove or a recess is provided on the surface of the facing member.
上記クリーニング手段として請求項１乃至３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とする画像形成装置。 A toner image forming means for forming a toner image on the belt-like surface moving member; a transfer means for transferring the toner image to a transfer target; and a cleaning means for removing transfer residual toner on the belt-like surface moving member. In the provided image forming apparatus,
Image forming apparatus characterized by employing one of the cleaning apparatus of claims 1 to 3 as the cleaning means.
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